Запитання для самоконтролю і контролю знань
1. В чому полягають особливості будови атомів d-елементів VIІ групи ПС?
2. Які ступені окиснення в сполуках проявляють d-елементи VIІ групи ПС? Чому?
3. Які фізичні властивості марганцю?
4. З якими простими речовинами взаємодіє марганець? Які властивості в даних окисно-відновних процесах він проявляє?
5. Як марганець взаємодіє з водою, з кислотами?
6. Складіть рівняння хімічних реакцій, які підтверджують хімічні властивості марганцю.
7. Поясніть характер оксидів та гідроксидів Мангану. Доведіть це за допомогою рівнянь хімічних реакцій.
8. Поясніть окисно-відновні властивості сполук Мангану. Доведіть це за допомогою рівнянь хімічних реакцій.
9. Як хімічним способом довести наявність основних, амфотерних, кислотних властивостей сполук Мангану?
10. У вигляді яких сполук марганець знаходиться в природі?
11. Як марганець та його сполуки застосовуються в металургійному виробництві? Які сплави з застосуванням даного металу виготовляють?
Завдання для самоконтролю
Рівень А
1. При термічному розкладі калій перманганату утворюються калій манганат, манган (ІV) оксид і кисень. Який об’єм кисню (н. у.) виділиться при розкладі 12,8 г калій перманганату, в якому 1,25% домішок? До якого типу окисно-відновних реакцій відноситься дана реакція?
2. Скільки грамів калій перманганату необхідно для окислення 7,6 г ферум (ІІ) сульфату в кислому і в нейтральному середовищі?
3. Для окиснення 1,02 г речовини в сіркокислому середовищі витратили 1,896 г калій перманганату. Визначте еквівалентну масу цієї речовини.
Рівень В
1. Закінчіть рівняння реакцій:
КMnО4 + Н2SO4 + К2SО3 ⟶
КMnО4 + КОН + К2SО3 ⟶
КMnО4 + Н2О + К2SО3 ⟶
Розставте коефіцієнти методом електронного балансу.
2. Масова частка манган (ІV) оксиду в піролюзиті 98%. Визначте масу піролюзиту, необхідну для одержання 16,5 кг марганцю.
3. Який об’єм водню (н. у.) необхідний для відновлення 200,02 г суміші манган (ІV) оксиду та хром (ІІІ) оксиду, кількості речовин яких відносяться як 1:4?
Рівень С
1. Закінчіть рівняння реакцій:
MnSO4 + NaBrO3 + HNO3⟶
К2MnО4 + Н2SO4 ⟶
H2MnО4 + KNO2⟶
Розставте коефіцієнти методом електронного балансу.
2. На 3,16 г калій перманганату подіяли надлишком хлоридної кислоти. Газоподібний продукт реакції повністю прореагував з 500 мл 0,1М розчину сульфітної кислоти. Визначте концентрацію катіонів Гідрогену в отриманому розчині.
3. При термічному розкладі 8,06 г калій перманганату та бертолетової солі виділилось 1,568 л кисню (н. у.). Визначте склад суміші.
4. Експериментальна частина
Дослід 1. Дослідження хімічних властивостей сполук Мангану (ІІ).
Рівень А
Добування манган ((ІІ) гідроксиду та дослідження його властивостей.
У пробірку налийте 1-2 мл розчину манган (ІІ) сульфату, додайте розчин натрій гідроксиду. Осад якої речовини утворився? Розчин з осадом перемішайте і розлийте в три пробірки. В одну з них долийте розчин сульфатної кислоти до розчинення осаду, у другу – хлорну воду до зміни забарвлення осаду, у третю – надлишок лугу до розчинення осаду. Поясніть зміни, які відбулись в трьох пробірках. Складіть рівняння хімічних реакцій. Запишіть спостереження. Зробіть висновки.
Рівень В
Окиснення солі Мангану (ІІ) в кислому середовищі.
В пробірку налийте одну краплю розчину манган (ІІ) сульфату, додайте 1 мл розчину нітратної кислоти, насипте плюмбум (ІV) оксид (близько 1/4 об’єму розчину в пробірці) і обережно кип’ятіть упродовж кількох хвилин.
Долийте 3-5 мл води і, не перемішуючи суміші, дайте відстоятись. Про наявність яких іонів свідчить поява інтенсивного малинового забарвлення? Закінчіть рівняння хімічної реакції: PbO2 + MnSO4 + HNO3 ⟶ PbSO4 + Pb(NO3) + … Запишіть спостереження. Зробіть висновки.
Рівень С
Окиснення солі Мангану (ІІ) в лужному середовищі.
Теоретично обґрунтуйте проходження окисно-відновної реакції між манган (ІІ) хлоридом, розчином лугу та хлорною водою, якщо Mn+2 окислюється до MnО4. Експериментально перевірте висунуту гіпотезу, додавши до названих трьох речовин розчин купрум (ІІ) сульфату в якості каталізатора. Складіть рівняння хімічної реакції. Запишіть спостереження. Зробіть висновки.
Дослід 2. Утворення та дослідження властивостей сполук Мангану (VІ).
Рівень А
Взаємодія калій манганату з хлором.
В пробірку з розчином калій манганату додайте хлорної води. Поясніть появу рожевого забарвлення в розчині. Окисником чи відновником виступає
калій манганат в реакції з хлором? Складіть рівняння хімічної реакції. Запишіть спостереження. Зробіть висновки.
Рівень В
Взаємодія калій манганату з калій сульфітом.
В пробірку з розчином калій манганату додайте кристалічного калій сульфіту. Поясніть знебарвлення розчину і появу бурого осаду. Окислювальні чи відновлювальні властивості проявляє калій манганат в даному випадку? Закінчіть рівняння хімічної реакції: К2MnО4 + К2SO3 + Н2О ⟶ MnО2 + КОН + ... Запишіть спостереження. Зробіть висновки.
Рівень С
Розклад калій перманганату при нагріванні.
Обґрунтуйте теоретично та доведіть експериментально утворення калій манганату з калій перманганату при нагріванні. Реакцію проведіть в пробірці, закріпленій в штативі горизонтально, до повного розкладу калій перманганату. Хімічним шляхом доведіть також утворення газоподібної речовини як побічного продукту реакції. Після охолодження пробірки до сухого залишку додайте 5-6 крапель води. Який колір утвореного розчину? Яка речовина знаходиться в розчині і яка в осаді? Складіть рівняння хімічної реакції. Запишіть спостереження. Зробіть висновки.
Дослід 3. Дослідження окислювальних властивостей сполук Мангану (VІІ).
Рівень А
Дослідження окислювальної дії калій перманганату на гідроген пероксид.
В пробірку налийте 1-2 мл розчину калій перманганату, додайте 2-3 краплі розчину сульфатної кислоти, 1-2 мл розчину гідроген пероксиду. Як змінилось забарвлення розчину? Який газ утворився? Проаналізуйте протікання даної реакції за рівнянням: КMnО4 + Н2SO4 + Н2О2 ⟶ MnSO4 + К2SО4 + О2↑ + Н2О. Розставте коефіцієнти методом електронного балансу. Запишіть спостереження. Зробіть висновки.
Рівень В
Дослідження окисно-відновних властивостей калій перманганату в кислому, нейтральному та лужному середовищах.
За допомогою табл. 5.2. «Класифікація речовин на окисники та відновники» складіть рівняння хімічних реакцій, які протікають, якщо в три пробірки з розчином калій перманганату додати:
а) розчин сульфатної кислоти та кристалічний калій сульфіт;
б) кристалічний калій сульфіт;
в) розчин натрій гідроксиду та кристалічний калій сульфіт.
Поясніть дію калій перманганату на калій сульфіт в окисно-відновних реакціях в кислому, нейтральному та лужному середовищах. Складіть рівняння хімічних реакцій, рівняння електронного балансу, розставте коефіцієнти, вкажіть тип окисно-відновних реакцій. Проведіть хімічні реакції. Проаналізуйте і запишіть спостереження. Зробіть висновки.
Рівень С
Окислення калій перманганатом манган (ІІ) сульфату.
На підставі формул речовин калій перманганату та манган (ІІ) сульфату спрогнозуйте проходження даної реакції за участю води. Проведіть дану реакцію. Які речовини утворились, якщо зникло фіолетове забарвлення і з’явився бурий осад? Опустіть в пробірку універсальний індикатор. Яка середа утвореного розчину? Складіть рівняння хімічної реакції. Запишіть спостереження. Зробіть висновки.